Solvent Sublation of Methyl Isobutyl Ketone from Simulated Wastewater

溶剂气浮是一种在环境保护领域广泛研究和应用的技术，它能够对废水中的有机物有效的分离。由于溶剂气浮过程不受液液平衡的限制，所以其分离效率比较高，同时溶剂气浮法对环境的二次污染非常小，正是由于这个独特的性能，溶剂气浮受到人们的广泛关注。本文以制药行业中青霉素萃取后产生含甲基异丁基酮的废水体系为研究对象，采用溶剂气浮技术对此类废水的模拟体系进行分离基础研究，探索溶剂气浮法分离此类废水时的分离特性和规律；研究不同尺度下残留有机溶剂在水溶液与气液界面间的传递规律；在结合本研究组提出的基于气泡分离机制的溶剂气浮基础上，验证在溶剂气浮过程中的传质机理，并评估三种分离机制对溶剂气浮效率的贡献，从而为溶剂气浮在分离低浓度有机工业废水过程中的工业应用提供支持。 通过液液萃取法对模拟废水进行分离，考察了有机溶剂种类，萃取相比，混合振荡时间，静置分层时间等对分离效率的影响，由此选择了合适的有机溶剂作为溶剂气浮溶剂。采用溶剂气浮法对甲基异丁基酮（MIBK）模拟废水进行了分离，考察研究了气浮时间、溶剂气浮油水相比、氮气气体流速及总量对分离效率，研究发现溶剂气浮法能够对模拟废水的MIBK进行有效分离；研究了混合溶剂的使用对溶剂气浮分离效率的影响；对气浮尾气进行冷凝处理，发现可以适当提高气浮分离的效率；同时，通过检测油水两相中的MIBK浓度，获得了在溶剂气浮过程中正己烷对MIBK的富集效率值。 采用溶剂气浮法对浓度极低的具有弱疏水性和一定挥发性的MIBK模拟废水(0.20vol.％)进行分离研究。考察了气浮时间、氮气体积流速、油水相体积比、共溶质及表面活性剂等对MIBK溶剂气浮分离效率的影响，获得了各参数的优化结果。结果表明：当N2体积流速为40mL/min、油水相体积比为1：30、氯化钠浓度为0.50wt.％，乙醇浓度为1.0vol.％时，溶剂气浮法对模拟废水中MIBK的分离效率较高，而表面活性剂对分离效率影响较小。在优化条件下，溶剂气浮法对模拟废水中MIBK的分离效率可以达到25~30％左右，而表面活性剂对分离效率的促进作用非常有限，仅在-10~5％之间波动。 通过模拟计算分析了不同分离机理在溶剂气浮过程中的贡献。其中，界面吸附分离的效果非常有限，甚至可以忽略，它仅占总的分离效率的0.2％。而基于气泡内气相的分离则占总的分离效率的25％左右。气泡表面的水膜在溶剂气浮分离过程中起了非常重要的作用，它占溶剂气浮分离总效率的75％左右